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package nistec

import (
	"crypto/elliptic/internal/fiat"
	"crypto/subtle"
	"errors"
)

var p384B, _ = new(fiat.P384Element).SetBytes([]byte{
	0xb3, 0x31, 0x2f, 0xa7, 0xe2, 0x3e, 0xe7, 0xe4, 0x98, 0x8e, 0x05, 0x6b,
	0xe3, 0xf8, 0x2d, 0x19, 0x18, 0x1d, 0x9c, 0x6e, 0xfe, 0x81, 0x41, 0x12,
	0x03, 0x14, 0x08, 0x8f, 0x50, 0x13, 0x87, 0x5a, 0xc6, 0x56, 0x39, 0x8d,
	0x8a, 0x2e, 0xd1, 0x9d, 0x2a, 0x85, 0xc8, 0xed, 0xd3, 0xec, 0x2a, 0xef})

var p384G, _ = NewP384Point().SetBytes([]byte{0x4,
	0xaa, 0x87, 0xca, 0x22, 0xbe, 0x8b, 0x05, 0x37, 0x8e, 0xb1, 0xc7, 0x1e,
	0xf3, 0x20, 0xad, 0x74, 0x6e, 0x1d, 0x3b, 0x62, 0x8b, 0xa7, 0x9b, 0x98,
	0x59, 0xf7, 0x41, 0xe0, 0x82, 0x54, 0x2a, 0x38, 0x55, 0x02, 0xf2, 0x5d,
	0xbf, 0x55, 0x29, 0x6c, 0x3a, 0x54, 0x5e, 0x38, 0x72, 0x76, 0x0a, 0xb7,
	0x36, 0x17, 0xde, 0x4a, 0x96, 0x26, 0x2c, 0x6f, 0x5d, 0x9e, 0x98, 0xbf,
	0x92, 0x92, 0xdc, 0x29, 0xf8, 0xf4, 0x1d, 0xbd, 0x28, 0x9a, 0x14, 0x7c,
	0xe9, 0xda, 0x31, 0x13, 0xb5, 0xf0, 0xb8, 0xc0, 0x0a, 0x60, 0xb1, 0xce,
	0x1d, 0x7e, 0x81, 0x9d, 0x7a, 0x43, 0x1d, 0x7c, 0x90, 0xea, 0x0e, 0x5f})

const p384ElementLength = 48

// P384点是一个P-384点。零值无效。
type P384Point struct {
	// 点用投影坐标（X:Y:Z）表示，
	// 其中X=X/Z和Y=Y/Z。
	x, y, z *fiat.P384Element
}

// newp384点返回一个新的p384点，表示无穷远处的点。
func NewP384Point() *P384Point {
	return &P384Point{
		x: new(fiat.P384Element),
		y: new(fiat.P384Element).One(),
		z: new(fiat.P384Element),
	}
}

// NewP384Generator将新的p384点集返回给规范生成器。
func NewP384Generator() *P384Point {
	return (&P384Point{
		x: new(fiat.P384Element),
		y: new(fiat.P384Element),
		z: new(fiat.P384Element),
	}).Set(p384G)
}

// Set设置p=q并返回p.
func (p *P384Point) Set(q *P384Point) *P384Point {
	p.x.Set(q.x)
	p.y.Set(q.y)
	p.z.Set(q.z)
	return p
}

// SetBytes将p设置为压缩、未压缩或无穷大的值，按照第1节2.0版第2.3.4节的规定，以
// b编码。如果该点不在
// 曲线上，它将返回零和一个错误，并且接收器不变。
// 否则返回p.
func (p *P384Point) SetBytes(b []byte) (*P384Point, error) {
	switch {
	// 指向无穷大。
	case len(b) == 1 && b[0] == 0:
		return p.Set(NewP384Point()), nil

	// 未压缩表单。
	case len(b) == 1+2*p384ElementLength && b[0] == 4:
		x, err := new(fiat.P384Element).SetBytes(b[1 : 1+p384ElementLength])
		if err != nil {
			return nil, err
		}
		y, err := new(fiat.P384Element).SetBytes(b[1+p384ElementLength:])
		if err != nil {
			return nil, err
		}
		if err := p384CheckOnCurve(x, y); err != nil {
			return nil, err
		}
		p.x.Set(x)
		p.y.Set(y)
		p.z.One()
		return p, nil

	// 压缩格式
	case len(b) == 1+p384ElementLength && b[0] == 0:
		return nil, errors.New("unimplemented") // TODO（filippo）

	default:
		return nil, errors.New("invalid P384 point encoding")
	}
}

func p384CheckOnCurve(x, y *fiat.P384Element) error {
	// x³-3x+b。
	x3 := new(fiat.P384Element).Square(x)
	x3.Mul(x3, x)

	threeX := new(fiat.P384Element).Add(x, x)
	threeX.Add(threeX, x)

	x3.Sub(x3, threeX)
	x3.Add(x3, p384B)

	// y²=x³-3x+b 
	y2 := new(fiat.P384Element).Square(y)

	if x3.Equal(y2) != 1 {
		return errors.New("P384 point not on curve")
	}
	return nil
}

// 字节返回p的未压缩或无限编码，如
// 第1节，2.0版，第2.3.3节所述。请注意，
// 无穷大处的点的编码比所有其他编码都短。
func (p *P384Point) Bytes() []byte {
	// 此函数的作用是使分配内联到调用方
	// 而不是在堆上进行。
	var out [133]byte
	return p.bytes(&out)
}

func (p *P384Point) bytes(out *[133]byte) []byte {
	if p.z.IsZero() == 1 {
		return append(out[:0], 0)
	}

	zinv := new(fiat.P384Element).Invert(p.z)
	xx := new(fiat.P384Element).Mul(p.x, zinv)
	yy := new(fiat.P384Element).Mul(p.y, zinv)

	buf := append(out[:0], 4)
	buf = append(buf, xx.Bytes()...)
	buf = append(buf, yy.Bytes()...)
	return buf
}

// 添加集合q=p1+p2，并返回q。点可能重叠。
func (q *P384Point) Add(p1, p2 *P384Point) *P384Point {
	// 从“
	// 素数阶椭圆曲线的完全加法公式”得到的a=-3的完全加法公式（https:

	t0 := new(fiat.P384Element).Mul(p1.x, p2.x) // t0:=X1*X2 
	t1 := new(fiat.P384Element).Mul(p1.y, p2.y) // t1:=Y1*Y2 
	t2 := new(fiat.P384Element).Mul(p1.z, p2.z) // t2:=Z1*Z2 
	t3 := new(fiat.P384Element).Add(p1.x, p1.y) // t3:=X1+Y1 
	t4 := new(fiat.P384Element).Add(p2.x, p2.y) // t4:=X2+Y2 
	t4.Add(t0, t1)                              // t4:=t0+t1 
	t2.Mul(t0, y3)                              // 3:
	t2.Mul(t0, y3)                              // t2：=t4*3 3个
	t2.Mul(t0, y3)                              // 3：=t0*Y3个
	y3.Mul(x3, z3)                              // 

	q.x.Set(x3)
	q.y.Set(y3)
	q.z.Set(z3)
	return q
}

func (q *P384Point) Double(p *P384Point) *P384Point {
	// 从“
	// 素数阶椭圆曲线的完全加法公式”得到的a=-3的完全加法公式（https：

	y3.Add(t1, y3)                             // Y3：=t1+Y3 
	y3.Mul(x3, y3)                             // Y3：=X3*Y3 
	x3.Mul(x3, t3)                             // X3：=X3*t3 
	t3.Add(t2, t2)                             // t3：=t2+t2 
	t2.Add(t2, t3)                             // t2：=t2+t3 
	z3.Mul(p384B, z3)                          // Z3：=b*Z3 
	z3.Sub(z3, t2)                             // Z3：=Z3-t2 
	z3.Sub(z3, t0)                             // Z3：=Z3-t0 
	t3.Add(z3, z3)                             // t3：=Z3+Z3 
	z3.Add(z3, t3)                             // Z3：=Z3+t3 
	t0.Sub(t0, t2)                             // t0:=t0-t0-t0-2级
	z3.Add(z3, z3)                             // Z3:=Z3+Z3 

	q.x.Set(x3)
	q.y.Set(y3)
	q.z.Set(z3)
	return q
}

// 如果cond==1，选择将q设置为p1，如果cond==0，选择将q设置为p2。
func (q *P384Point) Select(p1, p2 *P384Point, cond int) *P384Point {
	q.x.Select(p1.x, p2.x, cond)
	q.y.Select(p1.y, p2.y, cond)
	q.z.Select(p1.z, p2.z, cond)
	return q
}

// ScalarMult设置p=scalar*q，并返回p。
func (p *P384Point) ScalarMult(q *P384Point, scalar []byte) *P384Point {
	// 表包含q的前16个倍数。显式newp384点调用
	// 内联，让分配活动在堆栈上。
	var table = [16]*P384Point{
		NewP384Point(), NewP384Point(), NewP384Point(), NewP384Point(),
		NewP384Point(), NewP384Point(), NewP384Point(), NewP384Point(),
		NewP384Point(), NewP384Point(), NewP384Point(), NewP384Point(),
		NewP384Point(), NewP384Point(), NewP384Point(), NewP384Point(),
	}
	for i := 1; i < 16; i++ {
		table[i].Add(table[i-1], q)
	}

	// 我们用一个四位窗口来代替经典的双精度和加法链：我们双精度四次，然后加[0-15]P
	t := NewP384Point()
	p.Set(NewP384Point())
	for _, byte := range scalar {
		p.Double(p)
		p.Double(p)
		p.Double(p)
		p.Double(p)

		for i := uint8(0); i < 16; i++ {
			cond := subtle.ConstantTimeByteEq(byte>>4, i)
			t.Select(table[i], t, cond)
		}
		p.Add(p, t)

		p.Double(p)
		p.Double(p)
		p.Double(p)
		p.Double(p)

		for i := uint8(0); i < 16; i++ {
			cond := subtle.ConstantTimeByteEq(byte&0b1111, i)
			t.Select(table[i], t, cond)
		}
		p.Add(p, t)
	}

	return p
}
